【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电网保护领域，具体涉及一种基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法及基于5g信道的差动保护方法。
技术介绍
1、含分布式电源(distributed generation，dg)的配电网等效电路示意图如图3所示，图3中由m端接入系统电源(即系统电源侧)，n端接入dg电源(即分布式电源侧)，f为线路mn区内故障点。根据dg并网方式的不同，可以将电源分为旋转电机型dg(motor typedistributed generation，mtdg)和逆变型dg(inverter interfaced distributeddeneration，iidg)。
2、mtdg通过母线直接并网接入配电网，其故障特性与传统旋转电机相似，在故障瞬间提供的短路电流能够达到额定电流的6～10倍，可以将其等效为电压源与阻抗串联的形式，图4为含mtdg的配电网故障等效电路。根据图4的等效电路，可以得到流经m侧和n侧的故障电流，其相应的故障电流表达式为：
3、
4、其中为流经系统电源侧的故障电流；为系统侧等效电源；为故障点电压；zm为系统电源侧等效阻抗；α表示故障点到系统电源侧的距离在系统电源侧到分布式电源侧线路上的占比；zl为线路阻抗；为流经分布式电源侧的故障电流；为分布式电源侧等效电源；zn为分布式电源侧等效阻抗。
5、在线路故障时，由于dg需要为电网提供电压支撑，因此在故障期间可以将两侧电势看作近似相等，结合式(1)和式(2)可以得到，两侧短路故障电流的幅值比为：
6、>
7、由式(3)可以看出，ir的大小主要取决于故障点的位置。由于故障点在线路的占比α的取值范围为[0,1]，可以进一步得到ir的取值范围为因此在不同线路阻抗情况下，ir的取值会出现一定波动。考虑极端情况下dg的渗透率达到25％，此时pn＝0.25pm，可以推知zn约为zm的4倍，因此要达到m、n两侧电流幅值相等，线路阻抗zl应为zm的3倍。如果线路满足上述阻抗关系，就需要线路长度至少在9～10km，然而实际10kv配电网线路较短，因此ir通常为大于1的常数。
8、在线路发生故障时，由于mtdg受到内部旋转设备惯性的影响，所以并网点电压仅仅会产生一个较小的相位跳变。因此当mtdg并网接入系统之后，两侧故障电流相位角θmn取值较小，通常在0°～18°之间。
9、iidg通过电力电子设备组成的变流器并网接入配电网，在故障期间受到低压穿越(low voltage ride through,lvrt)控制策略的影响，根据线路发生故障类型的不同，iidg并网点电压会发生不同程度的减少。iidg的lvrt能力要求如图5所示。根据图5可以得到，当并网点检测电压在额定电压的90％及以上时，iidg可以依靠输出的有功电流维持正常运行。当并网点检测电压跌落至额定电压的20％～90％之间时，电源需要启动lvrt运行，依赖于输出的有功电流和无功电流，给电网提供稳定性支撑。
10、如果并网点检测电压继续跌落，并且相应测量值至额定电压的20％以下，此时为了避免对系统稳定性的进一步影响，可以考虑将iidg运行。根据上述描述，在lvrt运行期间iidg的有功电流、无功电流和输出电流表达式为：
11、
12、其中upcc.f为并网点的电压值，un为故障前并网点的额定电压值，in为故障前dg的额定电流值，k为比例系数，为dg的输出电流，pref为dg在直流侧的输出功率，分别为dg输出的有功、无功电流。
13、为了防止变流器等器件受到损害，iidg会采用限流控制策略，该控制环节将使得输出电流不超过1.2(pu)～2(pu)。因而在故障期间，系统侧所提供的短路电流将远大于iidg侧提供的短路电流，两侧短路故障电流的幅值比ir会显著增大。
14、结合式(4)电流表达式可以得到，随着故障电压跌落程度的发展，为了支撑系统的稳定性，iidg输出的无功电流会进一步增大，故障电流相位角θmn也会随之增大，其最大值可以达到180°。
15、在10kv配电网中，就地级保护主要的保护对象是各条线路。由于dg接入给配电网保护带来的影响，传统过流保护可能出现灵敏度不足等问题，合理改善就地级的线路保护，才能够有效应对配电网的线路变化。
16、纵联差动保护是基于双端信息构造的保护方案，相较于依赖单端电气量的过流保护，具有更强的选择性。因此，可以采用纵联差动保护作为10kv配电网的保护方案。
17、传统纵联差动保护主要采用比率制动作为判据，对于线路mn，保护的动作方程表示为：
18、
19、式中：为保护动作量，为保护制动量，k为制动系数，通常取为0.5～0.8。
20、当线路发生故障时，两侧故障电流值大幅度增加，使得保护动作量越大，保护制动量越小，线路能够可靠动作；反之当系统正常运行和发生区外故障时，保护动作量会远小于保护制动量，可以有效防止误动作。但根据前面对于两类dg故障电流特性的分析可以得到，当并网接入的的电源是iidg或者容量较小的mtdg时，会体现出明显的弱馈效应，并且故障电流的输出特性也会受相位角θmn影响，因此保护动作的向量图也较传统双端网络有所不同，如图6所示。由图6可以得到，随着两侧电流相位角θmn的增大，保护动作量会相应减少，然而保护制动量会逐渐增大。当相位角θmn增大到一定程度，保护制动量可能大于动作量，传统差动保护会面临区内故障灵敏度下降甚至保护拒动的问题。
21、综上所述，根据上文不同类型dg接入配电网对保护的影响分析可以发现，由于dg输出的不确定性，传统纵联差动保护可能无法适用多类型dg接入的保护需求。
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法及基于5g信道的差动保护方法解决了传统纵联差动保护可能无法适用多类型dg接入的保护需求的问题。
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、提供一种基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法，其包括以下步骤：
4、s1、获取流经系统电源侧的故障电流和流经分布式电源侧的故障电流，即得到两侧故障电流；
5、s2、根据两侧故障电流获取配电网电流的保护动作量和配电网电流的保护制动量；
6、s3、获取故障电流的幅值比和两侧故障电流相位角；
7、s4、根据故障电流的幅值比和两侧故障电流相位角计算自适应补偿系数；
8、s5、以配电网电流的保护动作量大于制动系数与自适应补偿系数及配电网电流的保护制动量的乘积为差动保护判据，判断差动保护判据是否成立，若是则进入步骤s6；否则返回步骤s1；
9、s6、分别比较被保护线路两侧节点侧的电流大小，判断两侧最大支路电流是否位于同一线路，若是则判定该线路故障，断开该线路的断路器；否则判定为外部故障，不作处理；其中节点为支路的交汇点。...
【技术保护点】
1.一种基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法，其特征在于，分布式电源包括旋转电机型分布式电源和逆变型分布式电源。
3.根据权利要求1所述的基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法，其特征在于，流经系统电源侧的故障电流和流经分布式电源侧的故障电流的计算表达式为：
4.根据权利要求1所述的基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法，其特征在于，故障电流的幅值比的计算表达式为：
5.根据权利要求1所述的基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法，其特征在于，自适应补偿系数的计算表达式为：
6.根据权利要求1所述的基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法，其特征在于，差动保护判据的表达式为：
7.根据权利要求6所述的基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法，其特征在于，K的取值范围为[0.5,0.8]。
8.基于权利要求1～7任一所述的基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法的基于5G信道的差动保
...【技术特征摘要】
1.一种基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法，其特征在于，分布式电源包括旋转电机型分布式电源和逆变型分布式电源。
3.根据权利要求1所述的基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法，其特征在于，流经系统电源侧的故障电流和流经分布式电源侧的故障电流的计算表达式为：
4.根据权利要求1所述的基于自适应补偿系数的配电网电流差动保护方法，其特征在于，故障电流的幅值比的计算表达式为：...
【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，申雪燕，陶永红，范镇南，赵文硕，黄镕德，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：
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